CN111699592A - 用于分布式天线系统的mimo天线模块和mimo天线单元 - Google Patents

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Abstract

天线模块的实施例包括基板、第一天线和第二天线。第一天线被设置在基板上并且被配置为辐射具有波长和第一极化的第一信号。以及第二天线被设置在基板上并且被配置为辐射具有该波长和与第一极化大致正交的第二极化的第二信号。例如，这种天线模块可以包括被配置为发射和接收形成MIMO‑OFDM数据符号的第一部分的数据的T天线作为第一天线，并且可以包括被配置为发射和接收形成MIMO‑OFDM数据符号的第二部分的数据的F天线作为第二天线。

Description

用于分布式天线系统的MIMO天线模块和MIMO天线单元
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年2月27日提交的并且标题为“MIMO ANTENNA MODULE ANDMIMO ANTENNA UNIT FOR DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM”的美国临时申请No.62/635,981的权益，该美国临时申请的内容被整体并入本文。
发明内容
分布式天线系统(DAS)的远程天线单元通常被分布在结构(例如，办公楼、仓库、商场)内以提供无线通信覆盖，使得人们可以在处于结构内的同时使用他们的无线设备。DAS可以提供的无线覆盖的类型的示例包括
Figure BDA0002626637830000011
以及在许多可用的长期演进(LTE)频带(例如，B1、B3、B7、B25和B66)中的一个上的蜂窝和数据服务。并且，DAS可以被配置为在其上操作的频率范围为例如大致700MHz–6000MHz(6.00GHz)。
因为存在许多可用的无线通信协议和频带，所以针对设计人员可能希望包括在DAS中的协议和频带的每种可能组合而设计、测试和制造相应的远程天线单元可以花费高昂的成本和时间。
此外，与单输入单输出(SISO)天线单元相比，为了提高带宽和数据传输速度，可以期望将多输入多输出(MIMO)能力整合到远程天线单元中。例如，可以期望将MIMO-正交频分复用(MIMO-OFDM)能力整合到远程天线单元中。
但是，MIMO-OFDM天线间距要求可以将远程天线单元的大小和形状因数增加至超出所期望的大小和形状因数，或者可替代地，可以要求将天线定位成远离远程天线单元的主壳体。后者常常是不期望的，因为将远程天线连接到主壳体的需求可以显著增加DAS的安装复杂度，并且用于将远程天线耦接到主壳体的介质(例如，同轴线缆)常常在发射和接收的信号中引入显著的损失。
因此，远程天线单元的实施例包括公共基带模块(下文中，控制器模块)和一个或多个无线电模块(下文中，天线模块)，该一个或多个无线电模块各自被配置用于在安装时与控制器模块的即插即用的连接，并且各自被配置用于根据至少一种相应的无线协议并且针对相应协议的至少一个相应频带的MIMO-OFDM操作。此外，与天线模块相关联的多个天线被安装到天线模块的基板(例如，电路板)，并且因此是天线模块的部分，而不是远离天线模块。
与设计、制造和测试多个版本的控制器模块的成本相比，通过包括公共(即，单版本)的控制器模块，这种远程天线单元促使设计、制造和测试成本降低。
此外，这种远程天线单元允许通过以下操作来定制设计DAS：获取被配置为根据期望的无线协议并且在期望的频带中操作的无线电模块；以及在安装DAS期间，将获取的无线电模块中的一个或多个连接到控制模块中的每一个。
此外，与具有远程天线(即，并非天线单元的部分的天线)的天线单元相比，通过包括被安装到天线模块的板并且相对紧靠在一起(例如，间隔小于λ/2)的MIMO-OFDM天线，这种天线模块允许远程天线单元具有减小的形状因数和大小。
另外，每个版本的天线模块可以独立于公共控制器模块和其它版本的天线模块而被设计、制造和测试，使得对一个版本的天线模块的改变或新版本的天线模块的引入不需要重新设计、重新测试或重新认证(例如，对于FCC合规性)其它现有版本的天线模块。
这种天线模块的实施例包括基板、第一天线和第二天线。第一天线被设置在基板上并且被配置为辐射包括波长并具有第一极化的第一信号。以及第二天线被设置在基板上并且被配置为辐射包括相同波长并具有与第一极化大致正交的第二极化的第二信号。
例如，这种天线模块可以包括被配置为发射和接收形成第一MIMO-OFDM数据符号的数据的F天线作为第一天线，并且可以包括被配置为发射和接收形成第二MIMO-OFDM数据符号的数据的T天线作为第二天线。
并且，远程天线单元的实施例包括控制器模块和一个或多个天线模块。控制器模块包括第一基板和至少一个天线模块连接区域。以及至少一个天线模块中的每一个被配置用于与控制模块的天线模块连接区域接合，并且包括相应的第二基板、相应的第一天线和相应的第二天线，该相应的第一天线被设置在相应的第二基板上并且被配置为辐射包括相应波长并具有相应第一极化的相应的第一信号，该相应的第二天线被设置在相应的第二基板上并且被配置为辐射包括相同的相应波长并具有相应第二极化的相应的第二信号，该相应第二极化与相应第一极化大致正交。
例如，这种远程天线单元允许人在安装DAS期间将天线模块以即插即用的方式连接到控制器模块，使得他/她可以在没有任何特殊工具或设置程序的情况下定制远程天线单元以及由此定制DAS。此外，控制器模块和天线模块被配置为使得当一个或多个天线模块与控制器模块适当地接合时，控制器模块和一个或多个天线模块可以适配在具有期望的形状因数和大小的单个壳体内。
附图说明
图1是根据实施例的包括控制模块和四个天线模块的远程天线单元的图。
图2A和图2B分别是根据实施例的图1的远程天线单元的期望辐射图案的侧视图和俯视图的图。
图3是根据实施例的图1的天线模块的等距仰视图。
图4是根据实施例的图3的T天线组件的侧视图。
图5是根据实施例的图3至图4的T天线的辐射图案的二维图线。
图6是根据实施例的图3的F天线的辐射图案的二维图线。
图7A至图7B是根据实施例的图3至图4的T天线的辐射图案的相应的其它二维图线。
图8A至图8B是根据实施例的图3的F天线的辐射图案的相应的其它二维图线。
图9是根据实施例的图3至图4的T天线的辐射图案的三维图线。
图10是根据实施例的图3的F天线的辐射图案的三维图线。
图11是根据实施例的图3至图4的T天线与F天线之间的包络相关系数相对于频率的图线。
图12是根据实施例的图3至图4的T天线与F天线之间的信号隔离相对于频率的图线。
图13是根据实施例的图3至图4的T天线和F天线的分集增益相对于包络相关系数的图线。
图14是根据实施例的包括多个图3的天线模块的图1的远程天线单元的仰视分解图。
图15是根据实施例的包括多个图3的天线模块的图1和图14的远程天线单元的俯视分解图。
图16是根据实施例的包括多个图3的天线模块的图1和图14至图15的远程天线单元的仰视图。
图17是根据实施例的整合了图1和图14至图16的远程天线单元中的一个或多个的分布式天线系统(DAS)的图。
图18是根据实施例的整合了图1和图14至图16的远程天线单元中的一个或多个的集中式无线电接入网络(C-RAN)的图。
具体实施方式
如本文所使用的“大致”、“基本上”和类似词语指示给定量b可以在b的b±10％范围内，或者如果|b的10％|<1，则可以在b±1范围内。如本文所使用的“大致”、“基本上”和类似词语也指示范围b-c可以是从b-0.10(c-b)至c+0.10(c-b)。关于表面或其它区域的平面性，如本文所使用的“大致”、“基本上”和类似词语指示表面/区域的最高点与最低点之间的厚度差不超过0.20毫米(mm)。
图1是根据实施例的分布式天线系统(DAS)的模块化远程天线单元10(有时被称为“远程发射/接收模块”或“远程单元”)的图。天线单元10包括控制器模块12和一个或多个(这里为四个)MIMO-OFDM(这里为2×2)天线模块141-144，这些天线模块被配置用于可移除地附接并电耦接到控制器模块。天线单元10的模块化允许人仅设计、制造、测试和认证(例如，对于FCC合规性的认证)控制器模块12的单个版本，并且允许他/她通过安装不同版本的天线模块14来定制远程天线单元10，以及由此定制远程天线单元所属的DAS。即，负责针对特定结构设计DAS的人可以通过获取对应版本的天线模块14并且在安装DAS期间将获取的天线模块附接到相应的控制器模块12来将DAS定制成根据一个或多个期望的无线协议和频带进行操作。例如，为了将DAS系统定制成支持
Figure BDA0002626637830000051
协议以及B1、B25和B66LTE频带，可以将相应的
Figure BDA0002626637830000052
天线模块14、相应的B1天线模块、相应的B25天线模块和相应的B66天线模块附接到每个控制器模块12。远程天线单元10的模块化还允许在安装之后通过用其它版本的天线模块替换天线模块14中的一个或多个来修改远程天线单元及其所属的DAS。
仍然参考图1，控制器模块12包括基板(例如，印刷电路板)18、安装到基板的控制电路20、安装到基板的接口电路22以及形成在基板中的天线模块连接区域241-244。
控制电路20被配置为控制远程天线单元10上的天线模块14、接口电路22和其它电路(图1中未示出)。控制电路20可以是诸如微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)之类的软件可配置的、固件可配置的或硬连线的控制电路的任何合适类型或合适组合。
接口电路22被配置为与DAS的主单元(图1中未示出)通信，以及向天线单元10提供电力。例如，接口电路20可以包括一个或多个以太网供电(Power-over-Ethernet，PoE)的被供电设备(PD)261-26n，诸如1000BASE-T PoE使能(PoE-enabled)的被供电设备和2.5GHz/5.0GHz/10.0GHz NBASE-T PoE使能的被供电设备，接口电路22可以被配置为从电源装备(图1中未示出)接收电力，以及接口电路22可以配置为经由合适的PoE线缆(图1中未示出)与主单元通信。在操作中，接口电路22可以将数据从主单元传送到天线模块14中一个或多个以进行发射，并且可以将从天线模块中的一个或多个接收的数据传送到主单元。
以及天线模块连接区域24各自被配置为接合天线模块14的连接区域(在下面进行描述)，使得天线模块被物理地和电气地耦接到控制器模块12。如下面结合图14至图16进一步描述的，每个连接区域24可以被配置为将天线模块14的导电区域(下文中，“接地面”)平面耦接到控制器模块12的接地面。
每个天线模块14包括被配置为接合控制器模块12的天线模块连接区域24的控制器模块连接区域28，包括多个(这里为两个)天线30，并且包括被配置为根据MIMO-OFDM协议经由天线发射和接收数据的电路系统。如以下结合图14至图16描述的，连接区域28可以被配置为将天线模块14的接地面耦接到控制器模块12的接地面。如以下结合图3至图4和图11至图12描述的，天线模块14的天线30可以被配置为具有适当低的包络相关系数和在它们之间的适当高的信号隔离水平。此外，在发射模式期间，天线模块电路系统被配置为将经由接口电路22从主单元(图1中未示出)接收的数据分为两个数据符号，对于每个天线30有一个数据符号，并且天线模块电路系统被配置为在天线模块14被配置用于的频带上并且根据无线协议经由相应的天线发射数据符号。以及在接收模式期间，天线模块电路系统被配置为恢复在天线模块14被配置用于的频带上并且根据无线协议分别从天线30接收的数据符号并经由接口电路22将其提供到主单元。因为MIMO-OFDM协议要求天线单元14的天线30中的每一个在相同的频带上并且使用相同的副载波频率集合进行发射和接收，所以由天线发射的信号通常包括至少一个相同的波长，并且由天线接收的信号通常包括至少一个相同的波长。
仍然参考图1，设想了远程天线单元10的替代实施例。例如，天线单元10可以不是DAS的远程天线单元。此外，天线单元10可以省略上述部件中的一些，并且可以包括未描述的部件。此外，天线模块14中的一个或多个可以不是2×2MIMO-OFDM模块。另外，结合图2至图17描述的替代实施例可以适用于远程天线单元10。
图2A和图2B分别是根据实施例的远程天线单元10的天线30(图1)被配置为形成的辐射图案42的侧视图和俯视图。即，天线模块14中的每一个的天线30的每个集合至少理想地被配置为形成辐射图案42。例如，天线模块141的天线301–302被配置为至少理想地形成辐射图案42，天线模块142的天线303–304被配置为至少理想地形成辐射图案42，天线模块14e的天线305–306被配置为至少理想地形成辐射图案42，以及天线模块144的天线307–308被配置为至少理想地形成辐射图案42。
参考图2A，远程天线单元10通常被安装到其中安装有远程天线单元10的结构的天花板40或其内部。
此外，辐射图案42在EL＝90°附近具有较高增益，并且在EL＝0°附近具有较低增益。由于在EL＝90°附近增益较高，因此辐射图案42向位于距天线单元10一定非零水平距离处的无线设备44提供足够的信号功率。以及，即使在EL＝0°附近增益较低的情况下，辐射图案42仍然向大致位于天线单元10正下方的无线设备46提供足够的信号功率，因为天线单元与无线设备46之间的距离相对小。例如，辐射图案42可以在270°≤EL≤345°和15°≤EL≤90°的大致范围内提供最大增益。
以及参考图2B，在大致平行于天花板40(图2A)的平面中，辐射图案42理想地是全向的，即，辐射图案42在方位角维度上理想地是全向的。
仍然参考图2A至图2B，设想了辐射图案42的替代实施例。例如，天线单元10的天线30可以被配置为生成不同于辐射图案42的任何合适的辐射图案。另外，结合图1和图3至图17描述的替代实施例可以适用于辐射图案42。
图3是根据其中图1的两个MIMO-OFDM天线30分别是T天线和F天线的实施例的图1的天线模块14的等距仰视图。
图4是根据实施例的图3的天线模块14的T天线基板50和设置在T天线基板上的T天线52的侧视图。
参考图3，除了连接区域28和T天线基板50之外，天线模块14还包括天线模块基板54、信号连接器56、散热器58、接地面接触件60、电路系统(图3中未示出)和F天线62。
在所描述的实施例中，T天线52和F天线62是图2的天线30。
连接区域28是被配置为接纳和接合图1的连接区域24的槽，其中连接区域24包括图1的控制器模块12的基板18的对应部分。通过接合基板18的对应部分，连接区域28促成基板18的接地面(在下面进行描述)与基板50的接地面(在下面进行描述)之间的良好电接触，使得天线模块14的天线52和62有效地“看到”一个接地面。在接地面之间没有良好的电接触的情况下，天线52和62的辐射图案可以与它们的设计参数明显不同。
天线模块基板54可以是诸如印刷电路板之类的任何类型的合适基板，并且包括导电区域64，如果如在这里一样导电区域被接地，则导电区域被称为接地区域或接地面。尽管被示出为基板54的底部外层，但是接地面64可以在基板的内层或顶部层中。此外，基板54以及由此接地面64大致位于x-y平面中。此外，如果接地面64是基板54的底部层，则基板可以在接地面上方包括电绝缘体层，以防止对地短路。
信号连接器56可以是被配置用于与图1的控制器模块12上的对应连接器(未示出)接合以在天线模块14上的电路系统与控制器模块上的电路系统之间耦合信号(例如，用于发射的数据信号、接收的数据信号、功率和接地信号)的任何合适的连接器。
散热器58被配置为消散由天线模块14的天线52和62以及电路系统生成的热，以及消散在天线模块耦接到控制器模块时由控制器模块12(图1)生成的热。散热器58可以由任何合适的材料(例如，诸如铝之类的金属)形成并且可以具有任何合适的形状。
接地面接触件60被配置为在连接器区域28与控制器模块的连接器区域24(图1)接合的同时，将控制器模块12(图1)的基板18的接地面电耦接到接地面64。接地面接触件60可以具有任何合适的成分和结构；例如，接地面接触件中的每一个可以是由铍制成的相应的D形弹簧接触件。此外，基板54可以包括用于将接地面接触件60耦接到接地面64的导电通孔。
天线模块电路系统(图3中未示出)被设置在天线模块基板54的与设置有T天线52和F天线62的一侧相对的一侧，并且被配置为执行诸如对数据进行误差编码和MIMO-OFDM编码、用编码的数据调制副载波信号和载波信号以进行发射、解调接收到的载波信号、以及对接收到的数据进行MIMO-OFDM解码和误差解码之类的功能。例如，天线模块电路系统可以包括诸如微处理器或微控制器之类的软件可配置电路系统，诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的固件可配置电路系统，硬连线电路系统，或者软件可配置电路系统、固件可配置电路系统和硬连线电路系统的子组合或组合。
F天线62(取决于其相对于观察者的取向，也被称为倒置F天线(IFA)或印刷F天线(PFA))包括设置在天线模块基板54上与接地面64相邻并且与接地面64处于大致相同平面的导体68、70和72。因为F天线62被设置成与接地面64大致共面，所以F天线62允许天线模块14以及由此天线单元10(图1)具有相对低的高度(即，相对低的剖面)，如下所述。
F天线62的导体68大致为λ/4长，其中λ是天线模块14被配置用于的频带的中心频率。
F天线62的导体70通过信号馈送节点74、信号馈送迹线76和贯穿基板的通孔78耦接到天线模块电路系统。可以与信号馈送迹线76串联设置被配置为使被天线62“看到”的阻抗与天线的阻抗大致匹配的电路系统。
F天线62的导体70和72可以具有任何合适的长度，诸如小于λ/8。此外，如从导体72的与接地面接触的端部测量的接地面64的最小宽度大致为λ/4，尽管在所描述的实施例中，接地面的该宽度>>λ/4。在其中设计者希望从天线模块14的一个版本到天线模块的另一版本保持F天线62的大小相对一致的实施例中，导体70和72的尺寸以及天线模块的其它尺寸和天线模块内的距离可以是取决于天线模块被配置用于的(一个或多个)频带的与上述那些分数不同的λ的分数。
F天线62被配置为发射(下文中，“辐射”)的信号具有电场(下文中，“E场”)，该电场大体上在x维度上，即，大致垂直于导体68，并且大致平行于导体70和72。即，信号的E场极化以及由此F天线62的E场极化大体上在x维度上，尽管信号和F天线的E场极化也可以具有y维度上的分量。如下所述，该E场极化被配置为提供T天线52和F天线之间的适当高的隔离水平(即，适当低的电感和电容耦合水平)和适当低的包络相关系数，并且因此，被配置为允许T天线和F天线间隔开小于λ/2。
此外，F天线62被配置为接收具有x维度上的E场分量的传入信号；如果传入信号没有大致在x维度上的E场分量，则该信号与F天线62的主极化正交，因此，F天线62可能不能够以合适的增益接收传入信号。
以及，理想地，F天线62被配置为生成诸如图2A至图2B的辐射图案42之类的全向辐射图案；下面结合图6、图8A至图8B和图10描述F天线62的辐射图案的实际示例。
参考图3至图4，T天线基板50经由接片80、82和84附接到天线模块基板54。接片80和84用于将T天线基板50保持到天线模块基板54，并且接片82用于将T天线基板保持到天线模块基板并经由设置在基板54上的信号馈送迹线86和输入通孔88将T天线52电耦接到天线模块电路系统。可以与信号馈送迹线86串联设置被配置为使被天线52“看到”的阻抗与天线的阻抗大致匹配的电路系统。
T天线52包括导体90、92和94，其中导体90和94沿着T天线基板50的边缘96设置，以及导体92被设置成大致在导体90和94的中心并且大致垂直于导体90和94。此外，天线模块电路系统用要发射的信号驱动T天线52的导体92，并且经由导电接片82从T天线的导体92接收传入信号，导电接片82将导体92电耦接到位于天线模块基板54的相对侧的天线模块电路系统(图3中未示出)。
通常，T天线52与设置在接地面上方的λ/4单极天线类似地操作(导体92将电流生成的信号辐射到远场中)，但是导体90和94增加了电容，这允许导体92比λ/4单极天线短，其折衷是被配置用于在特定中心频率处的操作的T天线的带宽通常小于被配置用于在相同中心频率处的操作的λ/4单极天线的带宽。例如，导体90和94的长度可以被设置成使得导体92的高度可以不大于大致十七毫米(mm)而与T天线52被配置用于的频带无关，以允许天线模块14具有所期望的高度和剖面。
T天线52被配置为辐射的信号具有z维度上的E场，即，具有大致平行于导体92并且大致垂直于导体90和94的E场。即，信号以及由此T天线52的E场极化在z维度上。如下所述，该E场极化提供T天线52和F天线62之间的适当高的隔离水平(即，适当低的电感和电容耦合水平)和适当低的包络相关系数，并且因此，被配置为允许T天线和F天线间隔开小于λ/2(T天线和F天线也可以间隔开λ/2或大于λ/2)。
此外，T天线52被配置为接收具有z维度上的E场分量的传入信号；如果传入信号没有大致在z维度上的E场分量，则该传入信号与T天线52大致正交，因此T天线52可能不能够以合适增益接收传入信号。
以及理想地，T天线52被配置为生成诸如图2A至图2B的辐射图案42之类的全向辐射图案；下面结合图5、图7A至图7B和图9描述T天线52的辐射图案的实际示例。
仍然参考图3至图4，因为T天线52和F天线62的E场极化彼此大致正交，所以T天线与F天线之间的(互)电感和电容耦合水平相对低，理想地为零，并且T天线与F天线之间的隔离水平相对高，理想地为无限大。
相对高的隔离意味着，T天线52接收到的来自由F天线62辐射的信号的能量极小(如果有的话)，并且F天线接收到的来自由T天线辐射的信号的能量极小(如果有的话)。换句话说，由T天线52辐射的信号造成与由F天线62接收的信号的干扰极小或没有造成干扰，并且由F天线辐射的信号造成与T天线接收的信号的干扰极小或没有造成干扰。
此外，相对高的隔离意味着，T天线52对F天线62的辐射图案的影响相对极小(如果有的话)，并且F天线对T天线的辐射图案的影响相对极小(如果有的话)；换句话说，相对高的隔离致使F天线与T天线基本上相互独立。
相对高的隔离水平的另一个益处是，T天线52和F天线62可以间隔开小于λ/2。根据衍射定理(Diffraction Theorem)和波数定理(Wave Number Theorem)，对于具有相似辐射特性而在远场中表现为独立辐射器的两个天线，它们应该间隔开至少λ/2。但是，因为T天线52与F天线62在它们之间具有相对高的隔离水平，所以至少在一些应用中，即使它们间隔开小于λ/2，它们也可以在远场中表现为独立辐射器。与具有间隔开至少λ/2的MIMO-OFDM天线对的天线模块和天线单元相比，将T天线52与F天线62间隔开小于λ/2的能力允许天线模块14以及天线单元10(图1)的大小的减小。
相对高的隔离水平的又一个益处是，T天线52和F天线62相互之间相对高度去相关，即，T天线与F天线之间的包络相关系数相对小。MIMO-OFDM技术依赖于表现出空间分集的T天线52和F天线62通过其发射和接收信号的信道。对于相对长的信道，空间分集通常是由形成每个信道的不同距离的相应多条路径提供的；即，空间分集是由于多路径。但是，对于相对短的信道，诸如在无线设备46(图2A)位于天线单元10(图2A)正下方的情况下，多路径独自可能不能提供足够的空间分集水平。但是，将T天线52和F天线62配置为具有相对小的包络相关系数，即使在相对短的信道上也可以提供合适的空间分集水平。
以及，将天线模块14配置用于仅在给定的一个或多个频带上操作的益处是，T天线52和F天线62可以是相对窄频带的天线，其与作为相对宽频带天线的天线相比通常相对于波长具有更一致的频带内辐射图案。
仍参考图3至图4，总之，T天线52和F天线62被配置并相对于彼此取向，以使得T天线与F天线之间的隔离水平相对高(理想地为无限大)，以及使得T天线与F天线的包络相关系数相对小(理想地为零)。
图5是根据实施例的在大致1700至2200MHz的频率范围内的在图3的x-y平面中的图3至图4的T天线52的辐射图案100的二维图线。辐射图案100大致是偶极型全向的，如以上结合图2B描述的天线单元10的至少一些应用所期望的。
图6是根据实施例的在大致1700至2200MHz的频率范围内的在图3的x-y平面中的图3的F天线62的辐射图案102的二维图线。辐射图案102是大致全向的，如以上结合图2B描述的天线单元10的至少一些应用所期望的。
图7A至图7B是根据实施例的在大致1700至2200MHz的频率范围内的在图3的y-z和x-z平面中的图3至图4的T天线52的辐射图案100的相应二维图线。辐射图案100在仰角EL＝0°(在天线单元10正下方)和EL＝180°(在天线单元正上方)处具有较低增益，如以上结合图2A至图2B描述的天线单元的至少一些应用所期望的。
图8A至图8B是根据实施例的在大致1700至2200MHz的频率范围内的在图3的y-z和x-z平面中的图3的F天线62的辐射图案102的相应二维图线。辐射图案102在仰角EL＝0°(在天线单元10正下方)和EL＝180°(在天线单元正上方)处具有较低增益，如以上结合图2A至图2B描述的天线单元的至少一些应用所期望的。
图9是根据实施例的在2GHz的频率处的图3至图4的T天线52的辐射图案100的三维图线。
图10是根据实施例的在2GHz的频率处的图3的F天线52的辐射图案102的三维图线。
图11是根据实施例的图3的T天线52与F天线62之间的包络相关系数相对于频率的图线110。在大致1.75GHz的频率处以及在大致2.08GHz以上的频率处，包络相关系数小于0.1，其适用于大多数MIMO应用。以及对于除了在大致1.88GHz-1.98GHz的频带内的频率之外的所有频率，误差校正系数不大于0.3，适用于许多MIMO应用。
图12是根据实施例的图3的T天线52与F天线62之间的隔离(以分贝(dB)为单位)的图线120。对于在大致1.42GHz-2.5GHz的频带内的频率，隔离不小于约23dB，其适用于大多数MIMO应用。
图13是根据实施例的图3的T天线52与F天线62的组合的MIMO-OFDM分集增益(以dB为单位)相对于包络相关系数的图线130。分集增益是相对于这些天线中的单个天线的增益的天线52和62的MIMO-OFDM对的表观增益(apparent gain)。即，假设T天线52和F天线62的个体增益大致相等并且被归一化为一，分集增益为天线的MIMO-OFDM对的表观增益是天线中的单个天线的增益的多少倍的度量。例如，10dB的分集增益指示天线52和62的MIMO-OFDM对的增益比T天线和F天线中的具有最高个体增益的一个的增益大10dB。在所描述的实施例中，对于直至大致0.3的包络相关系数，分集增益大致是常数10dB，并且比特误差率(BER)大致为1.0％；对于许多MIMO-OFDM应用，10dB的分集增益和1.0％的BER是合适的。
再次参考图3至图4，根据其中天线模块使用MIMO-OFDM技术发射和接收信号的实施例，描述了在天线模块14连接到控制器模块12(图1)的同时天线模块14的操作。
在信号发射期间，诸如DAS的主单元之类的远程源经由信号连接器56的一个或多个引脚或其它接触件将数据发送到天线模块14。
天线模块电路系统生成相应的训练符号并且经由T天线52和F天线62发射训练符号，使得一个或多个远程(相对于天线模块14)接收器(图3至图4中未示出)可以表征T天线和F天线正通过其发射相应信号的相应信道。
天线模块电路系统还将数据分为两个数据符号，对于T天线52和F天线62中的每一个有一个数据符号。
然后，天线模块电路系统对数据符号中的每一个进行误差编码。
接下来，天线模块电路系统对经误差编码的数据符号进行MIMO-OFDM编码，并且用数据符号的相应部分对天线模块14被配置用于的频带内的多个(例如，512个、1024个)正交副载波信号进行调制。即，天线模块电路系统生成用数据符号中的一个调制的第一组副载波信号，并且生成用数据符号中的另一个调制的处于与第一组副载波信号相同的频率的第二组副载波信号。示例副载波调制技术包括正交相移键控(QPSK)和正交幅度调制(QAM)，诸如QAM-16和QAM-64。
然后，天线电路系统对经调制的第一组副载波信号和第二组副载波信号中的每一个执行逆快速傅里叶变换(IFFT)，以生成相应的第一发射数据信号和第二发射数据信号。
接下来，天线电路系统用第一发射数据信号和第二发射数据信号中的相应一个调制两个载波信号中的每一个。
然后，天线电路系统将用第一发射数据信号调制的载波信号提供给T天线52和F天线62中的一个以进行发射，并且将用第二发射数据信号调制的载波信号提供给T天线和F天线中的另一个以进行发射。
如以上结合图3至图4和图13描述的，因为T天线52和F天线62所表现出的相对高的分集增益(例如，10dB)，所以接收器可以从接收到的经调制的载波信号恢复第一数据符号和第二数据符号，即使第一发射数据信号和第二发射数据信号包括相同的副载波频率，以及即使T天线和F天线间隔开小于λ/2(λ可以是频带的中心波长或频带的最长波长)。
仍然参考图3至图4，在从远程MIMO-OFDM发射器接收信号期间，天线模块电路系统对由T天线52和F天线62接收到的相应信号进行解调，以恢复第一接收数据信号和第二接收数据信号。
然后，天线模块电路系统使第一接收数据信号和第二接收数据信号中的每一个经历快速傅里叶变换(FFT)，并且恢复由接收数据信号中的每一个的经调制的副载波携带的值。
接下来，天线模块电路系统从这些值恢复由远程发射器生成和发射的经编码的两个数据符号。
然后，天线模块电路系统对恢复的经编码的数据符号进行MIMO-OFDM和误差校正解码，以恢复由远程发射器发射的两个数据符号。
参考图3至图13，设想了天线模块14的替代实施例。例如，天线52和62可以不是T天线和F天线。另外，结合图1至图2B和图14至图17描述的替代实施例可以适用于天线模块14。
图14是根据实施例的图1的天线单元10的分解仰视图。
图15是根据实施例的图1和图14的天线单元10的分解俯视图。
图16是根据实施例的图1和图14至图15的已组装且完全填充(填充有天线模块14)的天线单元10的仰视图。
参考图14和图16，控制器模块12包括形成基板18的外导电层的导电区域，例如，接地面140。接地面140可以被完全暴露，或者可以被用电绝缘体覆盖并且仅在被配置用于与天线模块14的接地面接触件60接合的一个或多个区域中被暴露。可替代地，接地面140可以是基板18的内导电层，其可以包括用于将接地面耦接到接地面接触件60的通孔。
参考图14，控制器模块12的连接区域24被配置为滑入并接合相应天线模块14的连接区域28。一旦连接区域24和28接合，接地面接触件60就接触控制器模块12的接地面140的一个或多个暴露部分(图14中未示出)，以提供接地面140与天线模块14的接地面54的低阻抗耦接。这种低阻抗耦接允许T天线52和F天线62“看到”一个大接地面，使得天线中的每一个都具有其配置用于的相应辐射图案(没有“看到”这种大接地面的天线可以表现出劣化的辐射图案)。
参考图15，每个天线模块14的信号连接器56被配置为接合设置在控制器模块12上的相应信号连接器(图15中未示出)。
参考图16，已组装且完全填充(填充有天线模块14)的天线单元10被配置为适配到不大于大致12英寸×10英寸×2英寸的单个外壳(图14至图16中未示出)中。即，在人组装天线单元10之后，他/她可以将天线单元插入到这样的外壳中，尽管未在图14至图16中示出，但是该外壳可以包括/暴露用于为DAS的主单元供电和与其通信的连接器144(例如，PoE)。并且，外壳可以包括覆盖天线单元10的底侧(具有T天线52和F天线62的侧)的天线罩。
此外，天线模块14彼此间隔开相应距离，该相应距离足以提供不同天线模块的天线之间的足够的隔离水平。如以上结合图3至图4描述的，因为T天线52和F天线62的极化相互正交，所以一个天线模块14的T天线通常与另一天线模块的F天线充分隔离，而不论天线模块之间的距离；类似地，一个天线模块的F天线通常与另一天线模块的T天线充分隔离，而不论天线模块之间的距离。以及，即使不同天线模块14的T天线52的极化与不同天线模块的F天线62的极化彼此大致对准，天线模块也间隔开提供不同天线模块上的类似天线之间的足够隔离水平的距离。例如，已发现，在大致λ/4–λ/2的范围内的天线模块间隔距离提供了适当的隔离水平(例如，>15dB)，其中λ是任何版本的天线单元14所支持的最低频带的中心波长(或最长波长)。
此外，如果多个天线单元14被配置为在相同频带上发射和接收，则控制器模块12的控制电路20(图1)可以被配置为使这些天线单元中的每一个使用相应的副载波集合，以避免天线模块之间的信号干扰。
参考图14至图16，由于连接区域24和28以及信号连接器56的设计，可以在不需要复杂指示以及不需要工具和专用程序的情况下快速且容易地将天线模块14安装到控制器模块12或者将天线模块14从控制器模块12移除。可替代地，可以用可选的螺钉146和标准的Philip头或平头螺丝刀(图14至图16中未示出)将天线模块14固定到控制器模块12。
此外，因为控制器模块12仅具有单个版本，并且因此对于所有版本的天线单元14是公共的，所以不需要将天线单元的版本与控制器模块的版本匹配，或反之亦然。这样可以节省成本，因为系统所有者只需要购买和库存一个版本的控制器模块12，并且这样可以节省时间，因为安装者不需要浪费时间在不经意安装错误版本的控制器模块然后重新安装正确版本。
仍然参考图14至图16，设想了天线单元10的替代实施例。例如，尽管被描述为完全填充有天线单元14，但天线单元10可以仅被部分填充。此外，尽管被描述为被配置为接合四个天线模块14，但天线单元10可以被配置为接合少于或多于四个天线模块。此外，尽管所有天线模块14都被描述为具有相同的天线配置(例如，天线的类型、数量、取向)，但天线模块中的一个或多个可以具有与其它天线模块中的一个或多个不同的天线配置。另外，结合图1至图13和图17描述的替代实施例可以适用于天线单元10。
图17是根据实施例的可以包括图1至图2B和图14至图16的远程天线单元10中的一个或多个的分布式天线系统(DAS)160的框图。在所描述的示例中，DAS 160的远程天线单元10中的至少一个包括至少一个图3的天线模块14。
DAS 160包括一个或多个主单元162和通信地耦接到主单元162的一个或多个远程天线单元10。另外，在该实施例中，DAS 160包括数字DAS，在数字DAS中，DAS业务(traffic)以数字形式被分布在主单元162和远程天线单元10之间。在其它实施例中，DAS 160被至少部分地实现为模拟DAS，在模拟DAS中，DAS业务以模拟形式被至少部分地分布在主单元162和远程天线单元10之间。
每个主单元162通信地耦接到一个或多个基站166。基站166中的一个或多个可以与其所耦接的相应主单元162共址(例如，在基站166专用于向DAS 160提供基站能力的情况下)。另外，基站166中的一个或多个可以相对于其所耦接的相应主单元162远程定位(例如，在基站166是除了向DAS 160提供能力之外还向宏小区提供基站能力的宏基站的情况下)。在后一种情况下，主单元162可以耦接到施主天线(donor antenna)，以便与远程定位的基站166无线通信。
基站166可以被实现为传统的整体式基站。另外，基站166可以使用分布式基站架构来实现，在分布式基站架构中基带单元(BBU)耦接到一个或多个远程无线电头(RRH)，其中，BBU与RRH之间的前传(front haul)使用数字IQ样本流。通用公共无线电接口(CPRI)和开放式基站架构联盟(OBSAI)规范系列中描述了这种方法的示例。
主单元162可以被配置为使用至基站166的宽带接口或窄带接口。另外，主单元162可以被配置为使用模拟射频(RF)接口或数字接口(例如，使用CPRI或OBSAI数字IQ接口)与基站166接口。
传统上，每个主单元162使用模拟射频信号与每个基站166接口，每个基站166使用合适的空中接口标准将模拟射频信号传送到移动单元168和从移动单元168传送模拟射频信号。DAS 160作为用于这种射频信号的分布式中继器操作。从每个基站166发射的RF信号(在本文中也被称为“下行链路RF信号”)在一个或多个主单元162处被接收。每个主单元162使用下行链路RF信号来生成被分布到远程单元164中的一个或多个的下行链路传输信号。每个这种远程天线单元10接收下行链路传输信号，并且基于下行链路传输信号来重构下行链路RF信号的版本，并且使重构的下行链路RF信号从耦接到该远程天线单元10或被包括在该远程天线单元10中的至少一个天线阵列170(例如，图3至图4和图14至图16的T天线52和F天线56的至少一个阵列)辐射。
在上行链路方向上执行类似的过程。从移动单元168发射的RF信号(在本文中也被称为“上行链路RF信号”)在一个或多个远程天线单元10处被接收。每个远程单元10使用上行链路RF信号来生成从远程单元10发射到主单元162的上行链路传输信号。每个主单元162接收从其所耦接的一个或多个远程单元10发射的上行链路传输信号。主单元162组合经由在主单元162处接收到的上行链路传输信号传送的数据或信号，并且重构在远程单元10处接收到的上行链路RF信号的版本。主单元162将重构的上行链路RF信号传送到一个或多个基站166。以这种方式，可以使用DAS 160扩展基站166的覆盖。
一个或多个中间单元170(其中一些在这里也被称为“扩展单元”170)可以被放置在远程单元10中的一个或多个和主单元162之间。例如，可以这样做以便增加单个主单元162可以馈送的远程单元10的数量，增加主单元与远程单元的距离，和/或减少将主单元162耦接到其相关联的远程单元10所需的布线量。
如上所述，DAS 160被实现为数字DAS。在“数字”DAS中，从基站166和移动单元168接收的以及被提供到基站166和移动单元168的信号被用于产生数字同相(I)和正交(Q)样本，这些样本在主单元162和远程单元10之间被传送。重要的是要注意，从基站166和从移动单元168接收的原始信号的这种数字IQ表示仍然保持原始调制(即，载波的幅度、相位或频率的改变)，该原始调制被用于依照用于基站166和移动单元168之间的无线通信的蜂窝空中接口协议来传送电话通信或数据信息。这种蜂窝空中接口协议的示例包括例如全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、高速下行链路分组接入(HSDPA)和长期演进(LTE)空中接口协议。另外，数字IQ样本的每个流表示或包括无线频谱的一部分。例如，数字IQ样本可以表示在其上已经使用UMTS或LTE空中接口对语音或数据信息进行调制的单个无线电接入网络载波(例如，5MHz的UMTS或LTE载波)。然而，要理解，每个这种流也可以表示多个载波(例如，在频谱的频带或频谱的给定频带的子频带中)。
此外，主单元162中的一个或多个被配置为使用模拟RF接口(例如，或者传统的整体式基站166或者经由RRH的模拟RF接口)与一个或多个基站166接口。基站166可以使用衰减器、组合器、分离器、放大器、滤波器、交叉连接等(有时被统称为“接口点”或“POI”)的网络耦接到主单元162。这样做以使得在下游中，由基站166输出的期望的RF载波集合可以被提取、组合和路由到合适的主单元162，以及使得在上游中，由主单元162输出的期望载波集合可以被提取、组合和路由到每个基站166的合适接口。
每个主单元162可以通过将接收到的信号下变频至中频(IF)或至基带、对经下变频的信号进行数字化以产生真实数字样本、以及对真实数字样本进行数字下变频以产生数字同相(I)和正交(Q)样本来从在射频(RF)接收到的模拟无线信号产生数字IQ样本。这些数字IQ样本还可以被滤波、放大、衰减和/或重新采样或削弱至较低的采样率。数字样本可以以其它方式来产生。数字IQ样本的每个流表示由一个或多个基站166输出的无线射频频谱的一部分。无线射频频谱的每个部分可以包括例如无线频谱的频带、无线频谱的给定频带的子频带或个体无线载波。
同样地，在上游中，每个主单元162可以通过对表示相同载波或频带或子频带的数字IQ样本的流进行数字组合(例如，通过对这种数字IQ样本进行数字求和)、对组合的数字IQ样本进行数字上变频以产生真实数字样本、对真实样本执行数模处理以便产生IF或基带模拟信号、以及将IF或基带模拟信号上变频至期望的RF频率来从接收自一个或多个远程单元10的数字IQ样本的一个或多个流产生上游模拟无线信号。数字IQ样本还可以在被组合之前和/或之后被滤波、放大、衰减和/或重新采样或内插至较高的采样率。模拟信号可以以其它方式来产生(例如，其中数字IQ样本被提供到正交数模转换器，该正交数模转换器直接产生模拟IF或基带信号)。
主单元162中的一个或多个被配置为使用经由模拟RF接口与一个或多个基站166接口的数字接口(作为补充或替代)来与一个或多个基站166接口。例如，主单元162可以被配置为使用用于在BBU与RRH之间通信的数字IQ接口(例如，使用CPRI串行数字IQ接口)直接与一个或多个BBU交互。
在下游中，每个主单元162终止从一个或多个BBU提供到该主单元的数字IQ样本的一个或多个下游流，并且在必要时，将它们转换(通过重新采样、同步、组合、分离、增益调节等)成与在DAS 160中使用的远程单元10兼容的数字IQ样本的下游流。在上游中，每个主单元162从一个或多个远程单元10接收数字IQ样本的上游流，对表示相同载波或频带或子频带的数字IQ样本的流进行数字组合(例如，通过对这种数字IQ样本进行数字求和)，并且在必要时，将它们转换(通过重新采样、同步、组合、分离、增益调节等)成与耦接到该主单元162的一个或多个BBU兼容的数字IQ样本的上游流。
每个主单元162可以以其它方式来实现。
在下游中，每个远程单元10从一个或多个主单元162接收数字IQ样本的流，其中数字IQ样本的每个流表示由一个或多个基站166输出的无线射频频谱的一部分。
使用一个或多个以太网兼容线缆172(例如，一个或更多个CAT-6A线缆)将每个远程单元164通信耦接到一个或多个主单元162。在该实施例中，每个远程单元10可以经由单根以太网线缆172直接连接到主单元162，或者经由多根以太网兼容线缆172间接连接到主单元162，诸如其中第一以太网线缆172将远程单元10连接到接插板或扩展/中间单元170并且第二光纤线缆172将接插板或扩展/中间单元170连接到主单元162。每个远程单元10可以以其它方式耦接到一个或多个主单元162。并且，主单元162或(一个或多个)扩展/中间单元170可以包括被配置为向远程单元10提供电力的一个或多个PSE 14(图1)，如以上结合图1至图3以及图14至图16描述的。
图18是根据实施例的可以包括图1至图2B和图14至图16的远程天线单元10中的一个或多个的集中式无线电接入网络(C-RAN)180的框图。在所描述的示例中，C-RAN 180的远程天线单元10中的至少一个包括至少一个图3的天线模块14。此外，下文中，远程天线单元10被称为无线电点(RP)186。
集中式无线电接入网络(C-RAN)是实现基站功能的一种方式。通常，对于由C-RAN实现的每个小区，单个基带单元(BBU)与多个无线电点交互，以便向用户装备(UE)的各种物品提供无线服务。
图18是图示其中可以实现图1至图2B和图14至图16的一个或多个远程天线单元10(下文中被称为无线电点或RP 186)的无线电接入网(RAN)系统180的一个示例性实施例的框图。系统180被部署在站点182处，来为一个或多个无线网络运营商提供无线覆盖和能力。站点182可以是例如建筑物或校园或建筑物的其它分组(例如，由一个或多个企业、政府、其它企业实体使用的)或某个其它公共场所(诸如，宾馆、度假村、游乐园、医院、购物中心、机场、大学校园、竞技场或者诸如滑雪场、体育场或人口稠密的市中心区域之类的室外区域)。
在图18中示出的示例性实施例中，系统180至少部分地使用采用至少一个基带单元184的C-RAN(点对多点分布式基站)架构来实现，并且多个无线电点(RP)186服务至少一个小区183。系统180在这里也被称为“C-RAN系统”180。基带单元184在这里也被称为“基带控制器”184或仅“控制器”184。每个RP 186包括或耦接到一个或多个天线188，下行链路RF信号经由一个或多个天线188被辐射到用户装备(UE)190，并且由UE 190发射的上行链路RF信号经由一个或多个天线188被接收。
更具体地，在图18中示出的示例中，每个RP 186包括两个天线188。每个RP 186可以包括或耦接到不同数量的天线188。
系统180通过合适的回程(back-haul)耦接到每个无线网络运营商的核心网络192。在图18中示出的示例性实施例中，互联网194用于系统180和每个核心网络192之间的回程。然而，要理解，回程可以以其它方式实现。
图18中示出的系统180的示例性实施例在这里被描述为被实现为长期演进(LTE)无线电接入网络，该LTE无线电接入网络使用LTE空中接口提供无线服务。LTE是由3GPP标准组织开发的标准。在该实施例中，控制器184和RP 186一起被用于实现LTE演进节点B(在这里也被称为“eNodeB”或“eNB”)，该LTE演进节点B被用于向用户装备190提供对无线网络运营商的核心网络192的移动接入，以使得用户装备190能够无线传送数据和语音(使用例如LTE上语音(VoLTE)技术)。
另外，在该示例性LTE实施例中，每个核心网络192被实现为演进分组核心(EPC)192，该EPC 192包括诸如例如移动性管理实体(MME)(未示出)和服务网关(SGW)(未示出)以及可选地家庭eNodeB网关(HeNB GW)(未示出)和安全网关(SeGW)(未示出)之类的标准LTEEPC网络元件。
此外，在该示例性实施例中，每个控制器184使用LTE S1接口与EPC核心网络192中的MME和SGW通信，以及使用LTE X2接口与其它eNodeB通信。例如，控制器184可以经由LTEX2接口与室外宏eNodeB(未示出)通信。
每个控制器184和无线电点186可以被实现，以便使用支持频分双工(FDD)和/或时分双工(TDD)中的一个或多个的空中接口。另外，控制器184和无线电点186可以被实现为使用支持多输入多输出(MIMO)、单输入单输出(SISO)、单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)和/或波束形成方案中的一个或多个的空中接口。例如，控制器184和无线电点186可以实现LTE传输模式中的一种或多种。此外，控制器184和/或无线电点186可以被配置为支持多个空中接口和/或支持多个无线运营商。
在图18中示出的示例性实施例中，将每个控制器184通信地耦接到一个或多个RP186的前传是使用标准以太网网络196来实现的。然而，要理解，控制器184和RP 186之间的前传可以以其它方式来实现。
通常，C-RAN中的一个或多个节点执行用于空中接口的模拟射频(RF)功能，以及用于空中接口的(开放系统互连(OSI)模型的)数字层1、层2和层3功能。
在图18(L1)中示出的示例性实施例中，每个基带控制器184包括被配置为分别执行用于由RAN系统180实现的LTE空中接口的层3处理、层2处理和层1处理中的至少一些的层3(L3)功能200、层2(L2)功能202和层1(L1)功能204，并且每个RP 186包括(可选地)实现未在控制器184中执行的用于空中接口的任何层1处理的层1功能(未示出)以及一个或多个射频(RF)电路(未示出)，该一个或多个RF电路实现用于空中接口和与该RP 186相关联的一个或多个天线188的RF前端功能。
每个基带控制器184可以被配置为执行用于空中接口的数字层3、层2和层1处理中的全部，而RP 186(具体地，RF电路)仅实现用于空中接口和与每个RP 186相关联的天线188的RF功能。在该情况下，表示用于空中接口的时域符号的IQ数据在控制器184和RP 186之间被传送。传送这种时域IQ数据通常需要相对高数据速率的前传。这种方法(在前传上传送时域IQ数据)适于其中前传以太网网络116能够递送需要的高数据速率的那些实现方式。
如果前传以太网网络196不能够递送前传时域IQ数据所需的数据速率(例如，在使用典型企业级以太网网络实现前传的情况下)，则可以通过在控制器184和RP 186之间传送表示用于空中接口的频域符号的IQ数据来应对该问题。该频域IQ数据表示在执行逆快速傅里叶变换(IFFT)之前的频域中的符号。可以通过对表示没有保护频带零或任何循环前缀的频域符号的IQ数据进行量化并且在前传以太网网络196上传送所得到的经压缩的、量化的频域IQ数据来生成时域IQ数据。关于这种传送频域IQ数据的方法的附加细节可以参见于2013年2月7日提交并且标题为“RADIO ACCESS NETWORKS”的美国专利申请序列号13/762,283，该美国专利申请由此通过引用并入本文。
在控制器184和RP 186之间前传频域IQ数据的情况下，每个基带控制器184可以被配置为执行用于空中接口的数字层3、层2和层1处理中的全部或一些。在这种情况下，每个RP 186中的层1功能可以被配置为实现未在控制器184中执行的用于空中接口的数字层1处理。
在前传以太网网络196不能够递送前传(未压缩的)时域IQ数据所需的数据速率的情况下，时域IQ数据可以在被在以太网网络196上传送之前被压缩，由此降低在以太网网络196上传送这种IQ数据所需的数据速率。
可以以其它方式(例如，使用通用公共无线电接口(CPRI)和开放式基站架构联盟(OBSAI)规范系列中指定的前传接口和技术)在控制器184和RP 186之间前传数据。
每个控制器184和RP 186(以及被描述为包括在其中的功能)可以以硬件、软件或硬件与软件的组合来实现，并且各种实现方式(无论是硬件、软件还是硬件与软件的组合)也可以通常被称为被配置为实现相关联的功能中的至少一些的“电路系统”或“电路”。当以软件实现时，这种软件可以以在一个或多个合适可编程处理器上执行的软件或固件来实现。这种硬件或软件(或其部分)可以以其它方式(例如，以现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)来实现。另外，RF功能可以使用一个或多个RF集成电路(RFIC)和/或离散部件来实现。每个控制器184和RP 186可以以其它方式来实现。
在图18中示出的示例性实施例中，管理系统198例如经由互联网194和以太网网络196(在RP 186的情况下)通信地耦接到控制器184和RP 186。
在图18中示出的示例性实施例中，管理系统198使用互联网194和以太网网络196与系统180的各种元件通信。另外，在一些实现方式中，管理系统198向控制器184发送管理通信和从控制器184接收管理通信，控制器184中的每一个又将相关管理通信转发至RP 186和从RP 186转发相关管理通信。
参考图17至图18，设想了系统160和180的替代实施例。
本文描述的方法和技术可以以模拟电子电路系统、数字电子电路系统或用可编程处理器(例如，专用处理器、诸如计算机之类的通用处理器、微处理器或微控制器)固件、软件或它们的组合来实现。实施这些技术的装置可以包括合适的输入和输出设备、可编程处理器以及有形地实施用于由可编程处理器执行的程序指令的存储介质。实施这些技术的处理可以由可编程处理器执行，该可编程处理器执行指令程序，以通过对输入数据进行操作并生成合适的输出来执行期望的功能。技术可以有利地用在可编程系统上可执行的一个或多个程序来实现，该可编程系统包括被耦接以从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令以及向数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备发送数据和指令的至少一个可编程处理器。通常，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。适于有形地实施计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，包括(举例来说)：半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM和闪速存储器设备；磁盘，诸如内部硬盘或可移除盘；磁光盘；以及DVD盘。前述中的任何一个都可以被专门设计的专用集成电路(ASIC)补充或者被整合到专门设计的专用集成电路(ASIC)中。
示例实施例
示例1包括一种天线模块，该天线模块包括：第一基板；以及第一天线，该第一天线被设置在第一基板上并且被配置为辐射具有波长和第一极化的第一信号；以及第二天线，该第二天线被设置在第一基板上并且被配置为辐射具有该波长和与第一极化大致正交的第二极化的第二信号。
示例2包括示例1的天线模块，其中，第一基板包括印刷电路板。
示例3包括示例1-2中任一项的天线模块，其中：第一基板具有面积以及跨越该面积的一半以上的导电区域；第一天线和第二天线中的一个与导电区域相邻地设置；以及第一天线和第二天线中的另一个被设置在导电区域上方。
示例4包括示例1-3中任一项的天线模块，其中：第一天线和第二天线中的一个包括设置在第一基板上的导电迹线；以及第一天线和第二天线中的另一个被设置在第二基板上，该第二基板被设置在第一基板上方并被电耦接到第一基板。
示例5包括示例1-4中任一项的天线模块，其中：第一天线和第二天线中的一个包括T天线；以及第一天线和第二天线中的另一个包括F天线。
示例6包括示例1-5中任一项的天线模块，其中：第一基板具有面积以及跨越该面积的一半以上并具有边缘的导电区域；以及T天线被设置在导电区域上方并与导电区域的边缘相距波长的至少四分之一。
示例7包括示例1-6中任一项的天线模块，其中：第一天线和第二天线中的一个包括T天线；以及第一天线和第二天线中的另一个包括F天线。
示例8包括示例1-7中任一项的天线模块，其中：第一极化和第二极化分别包括第一E场极化和第二E场极化；第一E场极化和第二E场极化中的一个与基板大致平行；以及第一E场极化和第二E场极化中的另一个与基板大致正交。
示例9包括示例1-8中任一项的天线模块，其中：第二天线与第一天线间隔开小于波长的一半的距离。
示例10包括一种天线单元，该天线单元包括：控制模块，该控制模块包括第一基板和至少一个天线模块连接区域；以及至少一个天线模块，该至少一个天线模块各自被配置用于与控制模块的天线模块连接区域接合，并且各自包括相应的第二基板、相应的第一天线和相应的第二天线，该相应的第一天线被设置在相应的第二基板上并且被配置为辐射具有相应波长和相应第一极化的相应的第一信号，该相应的第二天线被设置在相应的第二基板上并且被配置为辐射具有该相应波长和相应第二极化的相应的第二信号，该相应第二极化与相应第一极化大致正交。
示例11包括示例10的天线单元，其中，控制模块包括设置在第一基板上的控制电路。
示例12包括示例10-11中任一项的天线单元，其中：与至少一个天线模块中的一个天线模块相关联的相应波长对应于频带；以及与至少一个天线模块中的另一个天线模块相关联的相应波长对应于不同的频带。
示例13包括示例10-12中任一项的天线单元，其中：控制器模块包括设置在第一基板上的大致平面的第一导体；以及每个天线模块包括设置在相应的第二基板上的相应的大致平面的第二导体以及被配置为在天线模块与控制器模块的天线模块连接区域接合的同时将相应的第二导体电耦接到第一导体的相应的至少一个导电接触件。
示例14包括示例10-13中任一项的天线单元，其中，至少一个导电接触件中的每一个包括相应的D形弹簧接触件。
示例15包括示例10-14中任一项的天线单元，其中：控制器模块的至少一个天线模块连接区域中的每一个包括相应的第一信号连接器；以及至少一个天线模块中的每一个包括被配置为接合控制器模块的第一信号连接器的相应的第二信号连接器。
示例16包括示例10-15中任一项的天线单元，其中，至少一个天线模块中的每一个与控制模块的相应天线模块连接区域接合。
示例17包括一种分布式天线系统，该分布式天线系统包括：主单元；以及至少一个远程天线单元，该至少一个远程天线单元耦接到主单元并且包括控制模块，该控制模块包括第一基板和至少一个天线模块连接区域；以及至少一个天线模块，该至少一个天线模块各自被配置为接合至少一个天线模块连接区域中的一个，并且各自包括相应的第二基板、相应的第一天线和相应的第二天线，该相应的第一天线被设置在相应的第二基板上并且被配置为辐射具有相应波长和相应第一极化的相应的第一信号，该相应的第二天线被设置在相应的第二基板上并且被配置为辐射具有该相应波长和相应第二极化的相应的第二信号，该相应第二极化与相应第一极化大致正交。
示例18包括示例17的分布式天线系统，其中，至少一个天线模块中的每一个与控制模块的相应天线模块连接区域接合。
示例19包括一种方法，该方法包括：从第一天线辐射第一信号，该第一信号具有波长和第一极化并且携带形成数据符号的第一部分的数据；以及从第二天线辐射第二信号，该第二信号具有该波长、具有与第一极化大致正交的第二极化、并且携带形成数据符号的第二部分的数据。
示例20包括示例19的方法，其中：从第一天线辐射第一信号包括从T天线和F天线中的一个辐射第一信号；从第二天线辐射第二信号包括从T天线和F天线中的另一个辐射第二信号。
示例21包括示例19-20中任一项的方法，其中，第一天线与第二天线间隔开小于波长的一半的距离。
已经描述了由以下权利要求限定的本发明的多个实施例。但是，将理解的是，在不脱离所要求保护的发明的精神和范围的情况下可以做出对所描述的实施例的各种修改。因此，其它实施例在以下权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种天线模块，包括：
第一基板；
第一天线，所述第一天线被设置在所述第一基板上并且被配置为辐射具有波长和第一极化的第一信号；以及
第二天线，所述第二天线被设置在所述第一基板上并且被配置为辐射具有所述波长和与所述第一极化大致正交的第二极化的第二信号。
2.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述第一基板包括印刷电路板。
3.根据权利要求1所述的天线模块，其中：
所述第一基板具有面积和跨越所述面积的一半以上的导电区域；
所述第一天线和所述第二天线中的一个与所述导电区域相邻地设置；以及
所述第一天线和所述第二天线中的另一个被设置在所述导电区域上方。
4.根据权利要求1所述的天线模块，其中：
所述第一天线和所述第二天线中的一个包括设置在所述第一基板上的导电迹线；以及
所述第一天线和所述第二天线中的另一个被设置在第二基板上，所述第二基板被设置在所述第一基板上方并被电耦接到所述第一基板。
5.根据权利要求4所述的天线模块，其中：
所述第一天线和所述第二天线中的所述一个包括T天线；以及
所述第一天线和所述第二天线中的所述另一个包括F天线。
6.根据权利要求5所述的天线模块，其中：
所述第一基板具有面积以及跨越所述面积的一半以上并具有边缘的导电区域；以及
所述T天线被设置在所述导电区域上方并与所述导电区域的所述边缘相距所述波长的至少四分之一。
7.根据权利要求1所述的天线模块，其中：
所述第一天线和所述第二天线中的一个包括T天线；以及
所述第一天线和所述第二天线中的另一个包括F天线。
8.根据权利要求1所述的天线模块，其中：
所述第一极化和所述第二极化分别包括第一E场极化和第二E场极化；
所述第一E场极化和所述第二E场极化中的一个与所述基板大致平行；以及
所述第一E场极化和所述第二E场极化中的另一个与所述基板大致正交。
9.根据权利要求1所述的天线模块，其中，所述第二天线与所述第一天线间隔开小于所述波长的一半的距离。
10.一种天线单元，包括：
控制模块，所述控制模块包括第一基板和至少一个天线模块连接区域；以及
至少一个天线模块，所述至少一个天线模块各自被配置用于与所述控制模块的天线模块连接区域接合，并且各自包括
相应的第二基板，
相应的第一天线，所述相应的第一天线被设置在所述相应的第二基板上并且被配置为辐射具有相应波长和相应第一极化的相应的第一信号，以及
相应的第二天线，所述相应的第二天线被设置在所述相应的第二基板上并且被配置为辐射具有所述相应波长和相应第二极化的相应的第二信号，所述相应第二极化与所述相应第一极化大致正交。
11.根据权利要求10所述的天线单元，其中，所述控制模块包括设置在所述第一基板上的控制电路。
12.根据权利要求10所述的天线单元，其中：
与所述至少一个天线模块中的一个天线模块相关联的相应波长对应于频带；以及
与所述至少一个天线模块中的另一个天线模块相关联的相应波长对应于不同的频带。
13.根据权利要求10所述的天线单元，其中：
所述控制器模块包括设置在所述第一基板上的大致平面的第一导体；以及
每个天线模块包括
设置在所述相应的第二基板上的相应的大致平面的第二导体，以及
相应的至少一个导电接触件，所述相应的至少一个导电接触件被配置为在所述天线模块与所述控制器模块的天线模块连接区域接合的同时将相应的第二导体电耦接到所述第一导体。
14.根据权利要求13所述的天线单元，其中，所述至少一个导电接触件中的每一个包括相应的D形弹簧接触件。
15.根据权利要求10所述的天线单元，其中：
所述控制器模块的所述至少一个天线模块连接区域中的每一个包括相应的第一信号连接器；以及
所述至少一个天线模块中的每一个包括被配置为接合所述控制器模块的第一信号连接器的相应的第二信号连接器。
16.根据权利要求10所述的天线单元，其中，所述至少一个天线模块中的每一个与所述控制模块的相应天线模块连接区域接合。
17.一种分布式天线系统，包括：
主单元；以及
至少一个远程天线单元，所述至少一个远程天线单元耦接到所述主单元并且包括
控制模块，所述控制模块包括第一基板和至少一个天线模块连接区域；以及
至少一个天线模块，所述至少一个天线模块各自被配置为接合所述至少一个天线模块连接区域中的一个，并且各自包括
相应的第二基板，
相应的第一天线，所述相应的第一天线被设置在所述相应的第二基板上并且被配置为辐射具有相应波长和相应第一极化的相应的第一信号，以及
相应的第二天线，所述相应的第二天线被设置在所述相应的第二基板上并且被配置为辐射具有所述相应波长和相应第二极化的相应的第二信号，所述相应第二极化与所述相应第一极化大致正交。
18.根据权利要求17所述的分布式天线系统，其中，所述至少一个天线模块中的每一个与所述控制模块的相应天线模块连接区域接合。
19.一种方法，包括：
从第一天线辐射第一信号，所述第一信号具有波长和第一极化并且携带形成数据符号的第一部分的数据；以及
从第二天线辐射第二信号，所述第二信号具有所述波长、具有与所述第一极化大致正交的第二极化、并且携带形成所述数据符号的第二部分的数据。
20.根据权利要求19所述的方法，其中：
从所述第一天线辐射所述第一信号包括从T天线和F天线中的一个辐射所述第一信号；
从所述第二天线辐射所述第二信号包括从所述T天线和所述F天线中的另一个辐射所述第二信号。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一天线与所述第二天线间隔开小于所述波长的一半的距离。
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